JP2007241061A - Optical device and projector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光学装置およびプロジェクタに関する。 The present invention relates to an optical device and a projector.
従来、光源ランプと、光源ランプから射出された光束を画像情報に応じて変調する複数の液晶パネルと、液晶パネルで変調された光束を合成しカラー画像(光学像)を形成するプリズムと、プリズムで合成された光学像をスクリーン上に拡大投射する投射レンズとを備えたプロジェクタが利用されている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, a light source lamp, a plurality of liquid crystal panels that modulate a light beam emitted from the light source lamp according to image information, a prism that combines a light beam modulated by the liquid crystal panel to form a color image (optical image), and a prism A projector including a projection lens that magnifies and projects an optical image synthesized in step (1) onto a screen is used (for example, see Patent Document 1).
このようなプロジェクタでは、光源ランプから射出された光束は、液晶パネルに入射するまでに、当該光束を赤・緑・青色の色光に分離する色分離光学装置、および、色分離光学装置で分離された赤色光を液晶パネルまで導くリレー光学装置等を構成する複数の光学素子により光学的に変換される。さらに、プロジェクタは、光源ランプから射出された光束の照明光軸が設定され、この照明光軸上の所定位置に、複数の光学素子、液晶パネルおよびプリズムを収納配置する光学部品用筐体を備えている。
この光学部品用筐体は、前記複数の光学素子、液晶パネルおよびプリズムを収納配置する箱状の部品収納部材と、部品収納部材の開口を覆う蓋状部材とから構成されている。さらに、プロジェクタの駆動に伴って光学素子で熱が発生するため、光学部品用筐体は、耐熱性材料から形成されている。
In such a projector, the light beam emitted from the light source lamp is separated by a color separation optical device and a color separation optical device that separates the light beam into red, green, and blue color light before entering the liquid crystal panel. The red light is optically converted by a plurality of optical elements constituting a relay optical device that guides the red light to the liquid crystal panel. Further, the projector includes an optical component housing in which an illumination optical axis of a light beam emitted from the light source lamp is set, and a plurality of optical elements, a liquid crystal panel, and a prism are accommodated and disposed at a predetermined position on the illumination optical axis. ing.
The optical component casing is composed of a box-shaped component storage member that stores and arranges the plurality of optical elements, a liquid crystal panel, and a prism, and a lid-shaped member that covers an opening of the component storage member. Furthermore, since heat is generated in the optical element as the projector is driven, the optical component casing is made of a heat-resistant material.
特許文献1に記載のプロジェクタでは、プリズムの3つの光束入射端面にそれぞれ液晶パネルが固定された画像形成装置が構成されている。そして、当該画像形成装置が、部品収納部材内に設定された照明光軸の所定位置において、部品収納部材の底面に載置されている。 In the projector described in Patent Document 1, an image forming apparatus is configured in which a liquid crystal panel is fixed to each of three light flux incident end faces of a prism. The image forming apparatus is placed on the bottom surface of the component storage member at a predetermined position of the illumination optical axis set in the component storage member.
しかしながら、特許文献1に記載のプロジェクタでは、光学部品用筐体が、部品収納部材および蓋状部材を備えて構成されているため、光学部品用筐体が重くなり、プロジェクタの軽量化の阻害要因となっていた。 However, in the projector described in Patent Document 1, since the optical component casing is configured to include a component storage member and a lid-like member, the optical component casing becomes heavy, which is an obstructive factor in reducing the projector weight. It was.
本発明の目的は、軽量化を実現できる光学装置およびプロジェクタを提供することにある。 The objective of this invention is providing the optical apparatus and projector which can implement | achieve weight reduction.
本発明の光学装置は、入射光束を光学的に変換する複数の光学素子と、前記複数の光学素子を介して入射する光束を画像情報に応じて変調する光変調装置、および、前記光変調装置で変調された光束を合成し光学像を形成するプリズムを一体に備える画像形成装置と、前記光束の照明光軸が設定され、前記複数の光学素子および前記画像形成装置を前記照明光軸上の所定位置に配置する光学部品用筐体とを備えた光学装置であって、前記光学部品用筐体は、前記複数の光学素子を収納するための光学素子収納用開口を有し、前記光学素子を前記照明光軸上の所定位置において収納する部品収納部材と、前記部品収納部材に対し前記光学素子収納用開口の一部を覆うように設けられ、前記画像形成装置を吊り下げ保持して前記部品収納部材の前記照明光軸上の所定位置に配置する保持部材とを備え、前記保持部材は、前記部品収納部材内に収納された前記光学素子のうち少なくともいずれかを、前記部品収納部材に押さえていることを特徴とする。 The optical device of the present invention includes a plurality of optical elements that optically convert an incident light beam, a light modulation device that modulates a light beam incident through the plurality of optical elements according to image information, and the light modulation device An image forming apparatus integrally including a prism that combines the light flux modulated in step S1 to form an optical image, and an illumination optical axis of the light flux is set, and the plurality of optical elements and the image forming apparatus are placed on the illumination optical axis. An optical device including an optical component casing disposed at a predetermined position, wherein the optical component casing includes an optical element storage opening for storing the plurality of optical elements, and the optical element. At a predetermined position on the illumination optical axis, and a component storage member that covers a part of the optical element storage opening with respect to the component storage member. In front of parts storage A holding member disposed at a predetermined position on the illumination optical axis, wherein the holding member presses at least one of the optical elements housed in the component housing member against the component housing member. Features.
本発明によれば、保持部材が画像形成装置を吊り下げ保持するため、画像形成装置を部品収納部材内に載置し固定する必要はない。このため、特許文献1に記載のプロジェクタにおいて画像形成装置が載置されていた部品収納部材内のスペースを切り欠くことができる。これより、部品収納部材を軽量化することができる。従って、光学装置の軽量化を図ることができる。
さらに、画像形成装置が保持部材と一体化されているため、特許文献1に記載のプロジェクタのように画像形成装置を保持するための部材と、光学素子収納用開口を覆う部材とをそれぞれ別体で設ける必要がない。従って、光学装置組み立て時の部品点数を減らすことができる。
According to the present invention, since the holding member suspends and holds the image forming apparatus, it is not necessary to place and fix the image forming apparatus in the component housing member. For this reason, the space in the component storage member in which the image forming apparatus is mounted in the projector described in Patent Document 1 can be cut out. Thus, the component housing member can be reduced in weight. Therefore, the optical device can be reduced in weight.
Further, since the image forming apparatus is integrated with the holding member, a member for holding the image forming apparatus, such as the projector described in Patent Document 1, and a member covering the optical element storage opening are separately provided. There is no need to provide it. Therefore, the number of parts when assembling the optical device can be reduced.
そして、保持部材は、部品収納部材の光学素子収納用開口の一部、すなわち、画像形成装置を保持するための必要箇所のみを覆って設けられている。従って、特許文献1に記載のプロジェクタのように、部品収納部材の学素子収納用開口のほぼ全面を覆う蓋状部材と比較すれば、光学装置の軽量化を図ることができる。さらに、部品収納部材内の通気性を良くすることができるので、光学素子で発生する熱の放熱性および冷却性を向上することができる。
また、保持部材は、部品収納部材内に収納された光学素子のうち、少なくともいずれかを部品収納部材に押さえているため、当該光学素子のガタつきや位置ずれ、脱落等を防止することができる。さらに、光学装置に、当該光学素子を押さえるための部材を別途備える必要がないため、光学装置の部品点数を削減することができる。
The holding member is provided so as to cover only a part of the optical element storage opening of the component storage member, that is, a necessary portion for holding the image forming apparatus. Therefore, the optical device can be reduced in weight as compared with a lid-like member that covers almost the entire surface of the component element housing opening of the component housing member, such as the projector described in Patent Document 1. Furthermore, since the air permeability in the component housing member can be improved, it is possible to improve the heat dissipation and cooling of the heat generated in the optical element.
In addition, since the holding member holds at least one of the optical elements stored in the component storage member against the component storage member, it is possible to prevent the optical element from rattling, displacement, dropout, and the like. . Furthermore, since it is not necessary to separately provide a member for holding the optical element in the optical device, the number of parts of the optical device can be reduced.
本発明では、前記光学部品用筐体は、前記部品収納部材に対し前記光学素子収納用開口の一部を覆って設けられ、前記部品収納部材内に収納された前記複数の光学素子のうち、少なくともいずれかを前記部品収納部材に押さえる押さえ部材を備えていることが好ましい。 In the present invention, the optical component housing is provided so as to cover a part of the optical element storage opening with respect to the component storage member, and among the plurality of optical elements stored in the component storage member, It is preferable to provide a pressing member that presses at least one of them onto the component storage member.
本発明によれば、押さえ部材が、部品収納部材内に収納された光学素子のうち少なくともいずれかを部品収納部材に押さえているため、当該光学素子のガタつきや位置ずれ、脱落等を防止することができる。
さらに、押さえ部材は、部品収納部材の光学素子収納用開口の一部、すなわち、光学素子を押さえるために必要な箇所のみを覆って設けられている。従って、特許文献1に記載のプロジェクタのように、光学部品用筐体の光学素子収納用開口のほぼ全面を覆う蓋状部材と比較すれば、光学装置の軽量化を図ることができる。さらに、部品収納部材内の通気性を良くすることができるので、光学素子で発生する熱の放熱性および冷却性を向上することができる。
また、保持部材および押さえ部材の2部品によって光学素子を押さえるため、高温となる光学素子を抑える部材にのみ質量の大きい耐熱性材料を使用すればよい。従って、光学装置の軽量化およびコスト削減を図ることができる。
According to the present invention, since the pressing member presses at least one of the optical elements stored in the component storage member to the component storage member, the optical element is prevented from rattling, displacement, dropout, and the like. be able to.
Furthermore, the pressing member is provided so as to cover only a part of the optical element storage opening of the component storage member, that is, a portion necessary for pressing the optical element. Therefore, the optical device can be reduced in weight as compared with a lid-like member that covers almost the entire surface of the optical element housing opening of the optical component housing as in the projector described in Patent Document 1. Furthermore, since the air permeability in the component housing member can be improved, it is possible to improve the heat dissipation and cooling of the heat generated in the optical element.
Further, since the optical element is pressed by the two parts of the holding member and the pressing member, a heat-resistant material having a large mass may be used only for the member that suppresses the optical element that becomes high temperature. Accordingly, it is possible to reduce the weight and cost of the optical device.
本発明では、前記複数の光学素子として、入射光束の光軸に略直交する面内に複数の第1レンズを有し、当該複数の第1レンズにより前記光束を複数の部分光束に分割する第1レンズアレイと、前記第1レンズアレイの前記複数の第1レンズに応じた複数の第2レンズを有する第2レンズアレイと、第1レンズアレイの光束射出側に配置され、前記第1レンズアレイから射出された光束の偏光方向を略1種に揃える偏光変換素子と、前記第2レンズアレイとともに、入射光束を前記複数の光変調装置の各画像形成領域に重畳させる重畳レンズとを備え、前記押さえ部材は、前記第1レンズアレイ、前記第2レンズアレイ、前記偏光変換素子、および、前記重畳レンズのうち、少なくともいずれかを前記部品収納部材に押さえていることが好ましい。 In the present invention, the plurality of optical elements include a plurality of first lenses in a plane substantially orthogonal to the optical axis of the incident light beam, and the plurality of first lenses divide the light beam into a plurality of partial light beams. A first lens array; a second lens array having a plurality of second lenses corresponding to the plurality of first lenses of the first lens array; and a first lens array disposed on a light beam exit side of the first lens array, A polarization conversion element that aligns the polarization direction of the light beam emitted from the light beam into substantially one type, and a superimposing lens that superimposes the incident light beam on each image forming region of the plurality of light modulation devices together with the second lens array, It is preferable that the pressing member holds at least one of the first lens array, the second lens array, the polarization conversion element, and the superimposing lens against the component housing member. There.
本発明によれば、光学装置は、光学素子として、第1レンズアレイ、第2レンズアレイ、偏光変換素子、および、重畳レンズアレイを備えている。ここで、光変調装置が、所定の偏光方向を有する光束のみを変調できる構成である場合、第1レンズアレイで分割された部分光束に対し偏光変換素子が前記所定の偏光方向に変換することで、光変調装置における光の利用率を高めることができる。また、重畳レンズは、第2レンズアレイとともに入射光束を光変調装置の画像形成領域に重畳させている。これにより、光変調装置の画像形成領域を均一に照明することができる。また、押さえ部材が、これらの光学素子のうちいずれかを部品収納部材に押さえることで、光変調装置の画像形成領域における光束のずれを防止することができる。 According to the present invention, the optical device includes a first lens array, a second lens array, a polarization conversion element, and a superimposing lens array as optical elements. Here, when the light modulation device is configured to modulate only a light beam having a predetermined polarization direction, the polarization conversion element converts the partial light beam divided by the first lens array into the predetermined polarization direction. The light utilization rate in the light modulation device can be increased. The superimposing lens superimposes the incident light beam on the image forming area of the light modulation device together with the second lens array. Thereby, the image forming area of the light modulation device can be illuminated uniformly. Further, the pressing member presses any one of these optical elements against the component housing member, thereby preventing the deviation of the light flux in the image forming area of the light modulation device.
本発明では、前記複数の光学素子として、入射光束を複数の色光に分離する複数の分離光学素子を備え、前記保持部材は、前記複数の分離光学素子のうち、少なくともいずれかを前記部品収納部材に押さえていることが好ましい。
本発明によれば、光学装置は、複数の分離光学素子を備えている。例えば、この複数の分離光学素子によって、入射光束を光変調装置の個数分の色光に分離させることで、各色光を各光変調装置で変調させることができる。さらに、各光変調装置で変調された色光をプリズムで合成させることでカラー画像を形成することができる。
また、保持部材がこれらの分離光学素子のうちいずれかを部品収納部材に押さえることで、当該素子のずれを防止するので、プリズムにおいて安定した光学像を形成することができる。
In the present invention, as the plurality of optical elements, a plurality of separation optical elements that separate incident light beams into a plurality of color lights are provided, and the holding member includes at least one of the plurality of separation optical elements as the component storage member. It is preferable to hold down.
According to the present invention, the optical device includes a plurality of separation optical elements. For example, the light beams can be modulated by the light modulators by separating the incident light flux into the color lights corresponding to the number of the light modulators by the plurality of separation optical elements. Furthermore, a color image can be formed by combining the color light modulated by each light modulation device with a prism.
Further, since the holding member presses any one of these separation optical elements against the component housing member to prevent the element from being displaced, a stable optical image can be formed on the prism.
本発明では、前記複数の光学素子として、入射光束の強度を増幅させる複数の増幅光学素子を備え、前記保持部材は、前記複数の増幅光学素子のうち、少なくともいずれかを前記部品収納部材に押さえていることが好ましい。
本発明によれば、光学装置は、光学素子として入射光束の強度を増幅させる複数の増幅光学素子を備えている。例えば、複数の光変調装置のうち所定の光変調装置に入射する光束の光路が、他の光変調装置に入射する光束の光路よりも長い場合に、光束の光路にこれら複数の増幅光学素子を配置させることで、光束を、強度を低下させずに所定の光変調装置に入射させることができる。これより、プリズムで合成される光学像の劣化を防ぐことが出来る。
さらに、保持部材がこれらの増幅光学素子のうちいずれかを部品収納部材に押さえることで、当該素子のずれを防止するので、プリズムにおいて安定した光学像を形成することができる。
In the present invention, the plurality of optical elements include a plurality of amplifying optical elements that amplify the intensity of an incident light beam, and the holding member holds at least one of the plurality of amplifying optical elements against the component housing member. It is preferable.
According to the present invention, the optical device includes a plurality of amplification optical elements that amplify the intensity of the incident light beam as the optical elements. For example, when a light path of a light beam incident on a predetermined light modulation device among a plurality of light modulation devices is longer than a light path of a light beam incident on another light modulation device, the plurality of amplification optical elements are provided in the light path of the light beam. By disposing the light beam, the light beam can be incident on a predetermined light modulation device without reducing the intensity. Thus, it is possible to prevent the deterioration of the optical image synthesized by the prism.
Furthermore, since the holding member presses any one of these amplification optical elements against the component housing member to prevent the element from being displaced, a stable optical image can be formed on the prism.
本発明のプロジェクタは、光源を有し、前記光源から射出された光束を変調して光学像を形成する前述したいずれかの光学装置と、前記光学装置で形成された光学像を拡大投射する投射光学装置とを備えていることを特徴とする。
本発明によれば、前述した光学装置の効果と同様の効果を奏することができる。具体的には、本発明のプロジェクタでは、保持部材によって画像形成装置を吊り下げ保持することで、画像形成装置が載置されていた部品収納部材内のスペースを切り欠くことができるため、光学装置を軽量化することができる。この軽量化された光学装置を備えることで、プロジェクタの軽量化も図ることができる。
A projector according to the present invention includes a light source, and modulates a light beam emitted from the light source to form an optical image and a projection for enlarging and projecting the optical image formed by the optical device. And an optical device.
According to the present invention, it is possible to achieve the same effect as that of the optical device described above. Specifically, in the projector according to the present invention, since the image forming apparatus is suspended and held by the holding member, a space in the component storage member on which the image forming apparatus is placed can be cut out. Can be reduced in weight. By providing this lightened optical device, it is possible to reduce the weight of the projector.
図を用いて、本発明の一実施形態を説明する。
〔プロジェクタ1の構成〕
図1は、プロジェクタ1の内部構成を模式的に示す図である。
プロジェクタ1は、図1に示すように、外装筐体2と、外装筐体2内に配置された投射光学装置としての投射レンズ3、光学装置としての光学ユニット4、光学ユニット4を空冷する冷却ユニット(図示略)、プロジェクタ1内の各構成に電力を供給する電源ユニット(図示略)、および、これら各構成を制御する制御基板(図示略)等を備え、全体略直方体形状を有している。
このうち、投射レンズ3は、後述する光学ユニット4のクロスダイクロイックプリズム444で合成されたカラー画像(光学像)を拡大して投射するものである。
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[Configuration of Projector 1]
FIG. 1 is a diagram schematically showing the internal configuration of the projector 1.
As shown in FIG. 1, the projector 1 includes an
Among these, the projection lens 3 enlarges and projects a color image (optical image) synthesized by a cross
〔光学ユニット4の詳細な構成〕
光学ユニット4は、図1に示すように、光源ランプ416から射出された光束を光学的に処理して画像情報に応じた光学像を形成するユニットであり、インテグレータ照明光学装置41と、色分離光学装置42と、リレー光学装置43と、電気光学装置44と、これらの光学部品41〜44を内部に配置する光学部品用筐体5とを備える。
[Detailed Configuration of Optical Unit 4]
As shown in FIG. 1, the
インテグレータ照明光学装置41は、電気光学装置44を構成する3枚の液晶パネル441の画像形成領域をほぼ均一に照明するための光学系であり、光源装置411と、第1レンズアレイ412と、第2レンズアレイ413と、偏光変換素子414と、重畳レンズ415とを備える。
The integrator illuminating
光源装置411は、図1に示すように、放射状の光線を射出する光源としての光源ランプ416と、この光源ランプ416から射出された放射光を反射し所定位置に収束させるリフレクタ417と、リフレクタ417にて収束される光束を照明光軸Aに対して平行化する平行化凹レンズ418とを備える。光源ランプ416としては、ハロゲンランプやメタルハライドランプ、高圧水銀ランプが多用される。また、リフレクタ417としては、回転楕円面を有する楕円面リフレクタで構成されているが、回転放物面を有する放物面リフレクタで構成してもよい。この場合には、平行化凹レンズ418を省略した構成とする。
As shown in FIG. 1, the
第1レンズアレイ412は、入射光束の光軸方向から見てほぼ矩形状の輪郭を有する小レンズがマトリクス状に配列された構成を有している。各小レンズは、光源ランプ416から射出される光束を、複数の部分光束に分割している。各小レンズの輪郭形状は、液晶パネル441の画像形成領域の形状とほぼ相似形をなすように設定されている。
The
第2レンズアレイ413は、第1レンズアレイ412と同様な構成を有しており、小レンズがマトリクス状に配列された構成を有している。この第2レンズアレイ413は、第2レンズアレイ413の後段に配置された重畳レンズ415とともに、第1レンズアレイ412の各小レンズの像を液晶パネル441上に結像させる機能を有する。
The
偏光変換素子414は、第2レンズアレイ413と重畳レンズ415との間に配置される。偏光変換素子414は、第2レンズアレイ413からの光を1種類の偏光光に変換するものであり、これにより、電気光学装置44での光の利用効率が高められている。
The
具体的に、偏光変換素子414によって1種類の偏光光に変換された各部分光は、重畳レンズ415によって最終的に電気光学装置44の液晶パネル441上にほぼ重畳される。偏光光を変調するタイプの液晶パネル441を用いたプロジェクタ1では、1種類の偏光光しか利用できないため、他種類のランダムな偏光光を発する光源ランプ416からの光束の略半分が利用されない。このため、偏光変換素子414を用いることにより、光源ランプ416から射出された光束を全て1種類の偏光光に変換し、電気光学装置44での光の利用効率を高めている。
Specifically, each partial light converted into one type of polarized light by the
色分離光学装置42は、紫外線フィルタ420と、分離光学素子としての2枚のダイクロイックミラー421,422と、反射ミラー423とを備え、ダイクロイックミラー421,422によりインテグレータ照明光学装置41から射出された複数の部分光束を赤(R)、緑(G)、青(B)の3色の色光に分離する機能を有している。
なお、紫外線フィルタ420は、ダイクロイックミラー421で色光分離された光束に含まれる紫外線を遮光し、後段の液晶パネル441および偏光板442,443に紫外線が照射されるのを防ぐ役目を持つ。
The color separation
Note that the
リレー光学装置43は、増幅光学素子としての入射側レンズ431、リレーレンズ433、および、反射ミラー432、434を備え、色分離光学装置42で分離された色光である赤色光を液晶パネル441Rまで導く機能を有している。
The relay
この際、色分離光学装置42のダイクロイックミラー421では、インテグレータ照明光学装置41から射出された光束のうち、赤色光成分と緑色光成分とは透過し、青色光成分は反射する。ダイクロイックミラー421によって反射した青色光は、反射ミラー423で反射し、フィールドレンズ419を通って、青色用の液晶パネル441Bに到達する。このフィールドレンズ419は、第2レンズアレイ413から射出された各部分光束をその中心軸(主光線)に対して平行な光束に変換する。他の液晶パネル441G、441Rの光入射側に設けられたフィールドレンズ419も同様である。
At this time, the
また、ダイクロイックミラー421を透過した赤色光と緑色光のうちで、緑色光は、ダイクロイックミラー422によって反射し、フィールドレンズ419を通って、緑色用の液晶パネル441Gに到達する。一方、赤色光は、ダイクロイックミラー422を透過してリレー光学装置43を通り、さらにフィールドレンズ419を通って、赤色光用の液晶パネル441Rに到達する。
なお、赤色光にリレー光学装置43が用いられているのは、赤色光の光路長さが他の色光の光路長さよりも長いため、光の発散等による光の利用効率の低下を防止するためである。すなわち、入射側レンズ431に入射した部分光束をそのまま、フィールドレンズ419に伝えるためである。なお、リレー光学装置43には、3つの色光のうちの赤色光を通す構成としたが、これに限らず、例えば、青色光を通す構成としてもよい。
なお、これまでに説明したインテグレータ照明光学装置41、色分離光学装置42およびリレー光学装置43が、本発明の光学素子に相当する。
Of the red light and green light transmitted through the
The reason why the relay
The integrator illumination
電気光学装置44は、入射された光束を画像情報に応じて変調するものである。色分離光学装置42で分離された各色光が入射される3つの入射側偏光板442と、各入射側偏光板442の後段に配置される光変調装置としての液晶パネル441R,441G,441B(赤色光用の液晶パネルを441R、緑色光用の液晶パネルを441G、青色光用の液晶パネルを441Bとする)と、各液晶パネル441R,441G,441Bの後段にそれぞれ配置される3つの射出側偏光板443と、プリズムとしてのクロスダイクロイックプリズム444とを備える。
The electro-
入射側偏光板442は、色分離光学装置42で分離された各色光のうち、偏光変換素子414で揃えられた偏光軸と同方向の偏光軸を有する変更光のみ透過させ、その他の光束を吸収するものであり、サファイアガラス等の透光性基板に偏光膜が貼付されたものである。また、透光性基板を用いずに、偏光膜をフィールドレンズ419に貼り付けてもよい。
The incident-side
液晶パネル441R,441G,441Bは、一対の透明ガラス基板に電気光学物質である液晶が密閉封入された構成を有し、画像情報に応じて画像形成領域内にある前記液晶の配向状態を制御し、入射側偏光板441から射出された偏光光束の偏光方向を変調する。
射出側偏光板443は、入射側偏光板442と略同様に構成され、液晶パネル441の画像形成領域から射出された光束のうち、入射側偏光板442における光束の偏光軸と直交する偏光軸を有する光束のみ透過させ、その他の光束を吸収する。
The
The exit-side
クロスダイクロイックプリズム444は、射出側偏光板443から射出され、色光毎に変調された光束を合成して、カラー画像を形成するものである。
クロスダイクロイックプリズム444には、赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが、4つの直角プリズムの界面に沿って略X字状に設けられ、これらの誘電体多層膜により3つの色光が合成される。
なお、電気光学装置44は、液晶パネル441および射出側偏光板443を、クロスダイクロイックプリズム444の光束入射側端面に固定させるための保持部材を備えている。そして、この保持部材によって、クロスダイクロイックプリズム444、液晶パネル441および射出側偏光板443が一体構造となった画像形成装置440(図4)が構成されている。
The cross
The cross
The electro-
〔光学部品用筐体5の構成〕
光学部品用筐体5は、光源装置411から出力された光束の照明光軸Aが内部に設定され、光学ユニット4の各光学素子を収納して照明光軸A上の所定位置に配置する。
図2は、光学ユニット4が内部に配置された光学部品用筐体5を、上方から見た斜視図である。
光学部品用筐体5は、図2に示すように、部品収納部材51と、保持部材としての保持カバー体52と、押さえ部材としてのカバー体53とを備えている。
なお、前述したように、画像形成装置440は、入射側偏光板442、液晶パネル441および射出側偏光板443が、保持部材等を介してクロスダイクロイックプリズム444の光束入射側端面に固定され、一体構造となっている。
[Configuration of optical component casing 5]
The
FIG. 2 is a perspective view of the
As shown in FIG. 2, the
As described above, in the
〔部品収納部材51の構成〕
図3は、部品収納部材51を上方から見た斜視図である。
部品収納部材51は、光源装置411(図1)から射出された光束の照明光軸上の所定位置において、光学部品41〜43および入射側偏光板442を収納する。
部品収納部材51は、図3に示すように、平面視略F字状を有している。具体的には、部品収納部材51は、第1レンズアレイ412から反射ミラー432まで直線状に伸びる部分と、この直線部分から直交方向に突出する2つの突出部分、すなわち、ダイクロイックミラー421から反射ミラー423まで伸びる部分、および、反射ミラー432から反射ミラー434まで伸びる部分とから構成されており、この2つの突出部分に挟まれるスペースSが切り欠かれた形状となっている。
[Configuration of Component Storage Member 51]
FIG. 3 is a perspective view of the
The
As shown in FIG. 3, the
部品収納部材51は、光学部品41〜43および入射側偏光板442を内部に収納するための光学素子収納用開口511を備え、内壁面には、光学部品41〜43を構成する各光学素子、および、入射側偏光板442の側端部が挿入される溝512が形成されている。
溝512は、部品収納部材51に収納される全ての光学素子に対して形成されている。光学部品41〜43の各光学素子および入射側偏光板442は、側端部が溝512に挿入されることで、部品収納部材51の各所定配置位置に収納される。
なお、ダイクロイックミラー421,422および反射ミラー423,432,434の側端部と溝512との間には、ばね(図示省略)が介在されており、ダイクロイックミラー421,422および反射ミラー423,432,434は、このばねにより所定の位置に位置決めされる。さらに、このばねによって、部品収納部材51が受けた衝撃が、ダイクロイックミラー421,422および反射ミラー423,432,434に伝わりにくくなっている。
The
The
In addition, springs (not shown) are interposed between the side ends of the
また、部品収納部材51の側壁上面には、複数のねじ穴51A、51Bが形成されている。そして、液晶パネル441G(図1)に対応するフィールドレンズ419の両側方における部品収納部材51の側壁上面には、それぞれ位置決め突起51Cが突設されている。
A plurality of screw holes 51 </ b> A and 51 </ b> B are formed on the upper surface of the side wall of the
〔保持カバー体52の構成〕
次に、保持カバー体52の構成を説明する。
図4は、保持カバー体52および画像形成装置440を上方(部品収納部材51とは反対側)から見た斜視図である。
保持カバー体52は、図4に示すように、平面視略三角形状を有している。なお、説明の便宜上、保持カバー体52の液晶パネル441Gと直近の頂点をE、液晶パネル441Rと直近の頂点をF、液晶パネル441Bと直近の頂点をGとする。
保持カバー体52には、図4に示すように、複数の開口522および開口523と、複数の押さえ部524と、3つの取付片525が形成されている。
[Configuration of Holding Cover Body 52]
Next, the configuration of the holding
FIG. 4 is a perspective view of the holding
As shown in FIG. 4, the holding
As shown in FIG. 4, the holding
このうち、3つの開口522は、図4に示すように略台形状を有し、保持カバー体52の頂点Fおよび頂点Gを結ぶ辺D近傍に形成されている。
本体521の辺Dおよびこれら3つの開口522に囲まれた略正四角形状領域の下面は、クロスダイクロイックプリズム444の上端面が接着固定されるプリズム接着面526(図5)となっている。このプリズム接着面526にクロスダイクロイックプリズム444の上端面が接着固定されることで、保持カバー体52の下面に画像形成装置440が吊り下げ保持される。
また、開口522は、図2に示すように、画像形成装置440の液晶パネル441R,441B,441Gの上方に位置し、液晶パネル441R,441B,441Gから延出されるフレキシブルプリント基板4410を挿通させている。
2つの開口523は、それぞれ略三角形状を有し、頂点E近傍に形成されている。
Among these, the three
The lower surface of the substantially square-shaped region surrounded by the side D of the
2, the
Each of the two
取付片525は、図4に示すように、本体521の略三角形状の各頂点E,Fに形成されている。取付片525にはそれぞれ孔52Aが形成されている。孔52Aを挿通したねじ(図示略)が、部品収納部材51のねじ穴51A(図3)に螺合することで、保持カバー体52が部品収納部材51に固定される。
As shown in FIG. 4, the
図5は、保持カバー体52を下方(部品収納部材51側)から見た斜視図である。
複数の押さえ部524は、詳しくは後述するが、保持カバー体52が部品収納部材51に固定された際に、部品収納部材51に収納された光学部品41〜43の各光学素子を、それぞれ部品収納部材51に押さえる。
複数の押さえ部524は、図5に示すように、保持カバー体52の下面に形成されており、3つの押さえ片5241A,5241B,5241Cと、突条部5242と、3つの円柱状突起5243A,5243B,5243Cとを備えている。
FIG. 5 is a perspective view of the holding
As will be described in detail later, the plurality of
As shown in FIG. 5, the plurality of
押さえ片5241Aは、保持カバー体52の略中央に形成され、押さえ片5241Bは、頂点Eおよび頂点Fを結ぶ辺上に形成され、押さえ片5241Cは、頂点F近傍に形成されている。これら押さえ片5241A,5241B,5241Cは、図5に示すように、保持カバー体52表面から下方へ向かって屈折形成されており、先端部が基端部に対し上下方向の弾性を有している。
The
突条部5242は、図5に示すように、保持カバー体52の頂点G近傍において、保持カバー体52下面から下方に突出形成されている。
円柱状突起5243Aは、保持カバー体52の略中央に形成され、円柱状突起5243Bは、頂点E近傍に形成され、円柱状突起5243Cは、頂点Eおよび頂点Gを結ぶ辺上に形成されている。
As shown in FIG. 5, the
The
また、図5に示すように、保持カバー体52の下面中央部には、2つの位置決め穴52Bが形成されている。この位置決め穴52Bには、保持カバー体52が部品収納部材51に固定される際に、部品収納部材51の位置決め突起51Cが挿入される。これにより、部品収納部材51に対する保持カバー体52の配置位置を把握しやすくしている。
As shown in FIG. 5, two
〔カバー体53の構成〕
カバー体53の構成を説明する。
図6は、カバー体53を上方(部品収納部材51とは反対側)から見た斜視図、図7は、カバー体53を下方(部品収納部材51側)から見た斜視図である。
カバー体53は、図6および図7に示すように、平面視略矩形状を有している。なお、説明の便宜上、カバー体53を構成する4本の辺のうち、互いに対向する一対の辺をH,I、互いに対向する他対の辺をJ,Kとする。
また、カバー体53は、保持カバー体52よりも耐熱性の高い材料で形成されている。これは、プロジェクタ1の駆動時に、保持カバー体52が保持または押さえる光学素子と比べ、カバー体53が押さえる光学素子の方が高温となるためである。
カバー体53は、開口532と、2つの取付部533と、複数の押さえ部534とを備えている。
[Configuration of Cover Body 53]
The configuration of the
6 is a perspective view of the
As shown in FIGS. 6 and 7, the
Further, the
The
このうち、2つの取付部533は、図6に示すように、カバー体53の辺H,Iの略中央にそれぞれされている。取付部533には、それぞれ孔53Aが形成されている。この孔53Aを挿通したねじ(図示略)が、部品収納部材51のねじ穴51B(図3)に螺合することで、カバー体53が部品収納部材51に固定される。
Among these, as shown in FIG. 6, the two
複数の押さえ部534は、詳しくは後述するが、カバー体53が部品収納部材51に固定された際に、部品収納部材51に収納された光学部品41,42の各光学素子を、それぞれ部品収納部材51に押さえる。
複数の押さえ部534は、図7に示すように、一対の押さえ片5341と、一対の押さえ片5342と、カバー体53の下面に形成された2つの突条部5343、および、1つの円柱状突起5344とを備えている。
As will be described in detail later, the plurality of
As shown in FIG. 7, the plurality of
図7に示すように、一対の押さえ片5341は、辺Jに沿って形成され、一対の押さえ片5342は、辺Kに沿って形勢されている。押さえ片5341,5342は、先端部が基端部に対し上下方向の弾性を有し、その先端部は下方へ屈折されている。
2つの突条部5343は、辺H,Iの辺K側における下面に、それぞれ突出形成されている。
また、円柱状突起5344は、辺Kと辺Iの角部の下面に形成されている。
As shown in FIG. 7, the pair of
The two
The
〔光学ユニット4に対する保持カバー体52およびカバー体53の保持・押さえ構造〕
図8を用いて、保持カバー体52およびカバー体53が部品収納部材51(図2、図3)に固定された際の光学ユニット4に対する保持カバー体52およびカバー体53の保持・押さえ構造を説明する。
図8は、光学ユニット4、保持カバー体52およびカバー体53を下方(部品収納部材51側)から見た平面図である。
[Holding structure of holding
8, the holding
FIG. 8 is a plan view of the
まず、光学ユニット4に対する保持カバー体52の保持・押さえ構造について説明する。
保持カバー体52は、前述したように、プリズム接着面526にクロスダイクロイックプリズム444の上面が接着されることで、画像形成装置440を吊り下げ保持している。このため、画像形成装置440は、部品収納部材51(図2、図3)の底面に載置されていない。
さらに、保持カバー体52の複数の押さえ部524は、光学部品41〜43を構成する各光学素子の上面を押圧することで、各光学素子を部品収納部材51底面に押さえている。
具体的には、押さえ片5241A,5241B,5241Cは、それぞれ、液晶パネル441Gに対応するフィールドレンズ419、入射側レンズ431、および、液晶パネル441Rに対応するフィールドレンズ419の上面を押さえている。
さらに、突条部5242は、液晶パネル441Bに対応するフィールドレンズ419の上面を押さえている。
そして、円柱状突起5243A,5243Bは、ダイクロイックミラー422の上面を押さえ、円柱状突起5243Cは、ダイクロイックミラー421の電気光学装置44側の端部上面を押さえている。
First, the holding / pressing structure of the holding
As described above, the holding
Further, the plurality of
Specifically, the
Further, the
The
次に、光学ユニット4に対するカバー体53の押さえ構造について説明する。
カバー体53の押さえ部534は、光学ユニット4の光学部品41,42の各光学素子の上面を押圧し、各光学素子を部品収納部材51底面に押さえている。
具体的には、押さえ片5341は、下方に屈折された先端部が第1レンズアレイ412上面を押さえている。さらに、押さえ片5342は、下方に屈折された先端部で重畳レンズ415の上面を押さえている。
さらに、2つの突条部5343は、偏光変換素子424の上面を押さえており、円柱状突起5344は、ダイクロイックミラー421のインテグレータ照明光学装置41側の端部上面を押さえている。
Next, a structure for holding the
The
Specifically, the
Further, the two
本実施形態によれば、以下のような効果を奏することができる。
本実施形態では、光学部品用筐体5の保持カバー体52が画像形成装置440を吊り下げ保持するため、画像形成装置440を部品収納部材51底面に載置し固定する必要はない。すなわち、従来、画像形成装置440が載置されていた部品収納部材51内のスペースS(図3)を切り欠くことができるため、部品収納部材51の軽量化を図ることができる。従って、光学ユニット4の軽量化を図ることができる。
According to this embodiment, the following effects can be achieved.
In the present embodiment, since the holding
画像形成装置440が保持カバー体52と一体化されているため、光学ユニット4組み立て時の部品点数を減らすことができ、光学ユニット4の組み立てを行いやすい。
そして、保持カバー体52は、部品収納部材51の光学素子収納用開口511の一部、すなわち、画像形成装置440を吊り下げ保持するための必要箇所のみを覆って設けられている。従って、特許文献1に記載の光学素子収納用開口のほぼ全面を覆う蓋状部材と比較すれば、光学ユニット4の軽量化を図ることができる。さらに、部品収納部材51内の通気性が良く、各光学部品41〜43で発生する熱の放熱性および冷却性を向上することができる。
Since the
The holding
また、保持カバー体52が部品収納部材51に固定された際に、保持カバー体52は、複数の押さえ部524によって、部品収納部材51内に収納されたフィールドレンズ419、入射側レンズ431、および、ダイクロイックミラー421,422を、部品収納部材51に押さえているため、これら光学素子のガタつきや位置ずれ、脱落等を防止することができる。
保持カバー体52は、3つの開口522および2つの開口523により、保持カバー体52表面の大部分が開口形成された形状であるため、部品収納部材51の軽量化を図ることができ、さらに、部品収納部材51の通気性が良いため、各光学部品41〜44で発生する熱の放熱性および冷却性を向上することができる。
In addition, when the holding
Since the holding
さらに、カバー体53が、複数の押さえ部534によって、部品収納部材51内に収納された第1レンズアレイ412、偏光変換素子414および重畳レンズ415、ダイクロイックミラー421を部品収納部材51に押さえているため、これら光学素子のガタつきや位置ずれ、脱落等を防止することができる。
さらに、カバー体53は、部品収納部材51の光学素子収納用開口511の一部、すなわち、光学素子を押さえるために必要な箇所のみを覆って設けられている。従って、特許文献1に記載のプロジェクタのように、光学部品用筐体の光学素子収納用開口のほぼ全面を覆う蓋状部材と比較すれば、光学ユニット4の軽量化を図ることができる。さらに、部品収納部材51内の通気性を良くすることができるので、光学素子で発生する熱の放熱性および冷却性を向上することができる。
また、保持カバー体52およびカバー体53の2部品によって、光学部品41〜43を
構成する光学素子を押さえるため、高温となる第1レンズアレイ412、偏光変換素子414および重畳レンズ415を抑えるカバー体53にのみ耐熱性材料を使用すればよい。従って、光学ユニット4の軽量化およびコスト削減を図ることができる。
Further, the
Further, the
Moreover, the cover body which suppresses the
〔前記実施形態の変形〕
本発明を実施するための最良の構成などは、以上の記載で開示されているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、前記実施形態は、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部若しくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
[Modification of the embodiment]
The best configuration for implementing the present invention has been disclosed in the above description, but the present invention is not limited to this. That is, since the embodiment does not limit the present invention, description of the names of members excluding some or all of the limitations on the shape, material, etc. is included in the present invention. is there.
前記実施形態では、保持カバー体52は、部品収納部材51内に収納された光学素子のうちフィールドレンズ419、入射側レンズ431、および、ダイクロイックミラー421,422を押さえる構成としたが、本発明ではこれらに限らず、保持カバー体52が押さえる光学素子は、部品収納部材51および各光学素子の構成や、プロジェクタ1の使用方法等に応じて適宜決定すればよい。また、カバー体53が押さえる光学素子も同様に、本実施形態に限定されるものではない。
前記実施形態では、カバー体53を耐熱性材料から構成するとしたが、本発明では、保持カバー体52も耐熱性材料から構成してもよい。
In the embodiment, the holding
In the embodiment, the
前記実施形態では、光学ユニット4が平面視略L字形状を有した構成を説明したが、これに限らず、例えば、平面視略U字形状を有した構成を採用してもよい。
また、前記実施形態では、光束入射面と光束射出面とが異なる透過型の液晶パネル441を用いていたが、光入射面と光射出面とが同一となる反射型の液晶パネルを用いてもよい。
さらに、前記実施形態のプロジェクタ1では、3つの液晶パネル441R,441G,441Bを用いたが、本発明はこれに限らない。すなわち2つ、あるいは、4つ以上の液晶パネルを用いたプロジェクタにも、本発明を適用可能である。
In the above-described embodiment, the configuration in which the
In the above embodiment, the transmissive
Furthermore, although three
前記実施形態では、光変調装置として液晶パネル441を備えたプロジェクタ1を例示したが、入射光束を画像情報に応じて変調して光学像を形成する光変調装置であれば、他の構成の光変調装置を採用してもよい。
前記実施形態では、スクリーンを観察する方向から画像投射を行なうフロントタイプのプロジェクタ1のみを例示したが、本発明は、スクリーンを観察する方向とは反対側から画像投射を行なうリアタイプのプロジェクタにも適用可能である。
In the above-described embodiment, the projector 1 including the
In the above embodiment, only the front type projector 1 that performs image projection from the direction of observing the screen is illustrated, but the present invention also applies to a rear type projector that projects image from the side opposite to the direction of observing the screen. Applicable.
本発明は、プロジェクタおよびリアプロジェクタ等の光学機器に内蔵された光学装置に対して利用することができる。 The present invention can be used for an optical device built in an optical apparatus such as a projector and a rear projector.
1…プロジェクタ、3…投射レンズ(投射光学装置)、4…光学ユニット(光学装置)、412…第1レンズアレイ、413…第2レンズアレイ、414…偏光変換素子、415…重畳レンズ、421…ダイクロイックミラー(分離光学素子)、422…ダイクロイックミラー(分離光学素子)、431…入射側レンズ(増幅光学素子)、432…反射ミラー(増幅光学素子)、433…リレーレンズ(増幅光学素子)、434…反射ミラー(増幅光学素子)、440…画像形成装置、441,441R,441G,441B…液晶パネル(光変調装置)、444…クロスダイクロイックプリズム(プリズム)、5…光学部品用筐体、51…部品収納部材、511…光学素子収納用開口、52…保持カバー体(保持部材)、53…カバー体(押さえ部材)、A…照明光軸。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Projector, 3 ... Projection lens (projection optical apparatus), 4 ... Optical unit (optical apparatus), 412 ... 1st lens array, 413 ... 2nd lens array, 414 ... Polarization conversion element, 415 ... Superimposition lens, 421 ... Dichroic mirror (separation optical element), 422 ... Dichroic mirror (separation optical element), 431 ... Incident side lens (amplification optical element), 432 ... Reflection mirror (amplification optical element), 433 ... Relay lens (amplification optical element), 434 ... Reflection mirror (amplification optical element), 440... Image forming device, 441, 441 R, 441 G, 441 B... Liquid crystal panel (light modulation device) 444 ... Cross dichroic prism (prism), 5. Component storage member, 511... Optical element storage opening, 52... Holding cover body (holding member), 53. Even members), A ... illumination optical axis.
Claims (6)
前記光学部品用筐体は、
前記複数の光学素子を収納するための光学素子収納用開口を有し、前記光学素子を前記照明光軸上の所定位置において収納する部品収納部材と、
前記部品収納部材に対し前記光学素子収納用開口の一部を覆うように設けられ、前記画像形成装置を吊り下げ保持して前記部品収納部材の前記照明光軸上の所定位置に配置する保持部材とを備え、
前記保持部材は、前記部品収納部材内に収納された前記光学素子のうち、少なくともいずれかを前記部品収納部材に押さえていることを特徴とする光学装置。 Combining a plurality of optical elements that optically convert an incident light beam, a light modulation device that modulates a light beam incident through the plurality of optical elements according to image information, and a light beam modulated by the light modulation device And an optical component in which an illumination optical axis of the light beam is set and the plurality of optical elements and the image forming apparatus are arranged at predetermined positions on the illumination optical axis. An optical device comprising a housing for use,
The optical component casing is:
A component storage member having an optical element storage opening for storing the plurality of optical elements, and storing the optical element at a predetermined position on the illumination optical axis;
A holding member which is provided so as to cover a part of the optical element storage opening with respect to the component storage member, and which suspends and holds the image forming apparatus and is disposed at a predetermined position on the illumination optical axis of the component storage member. And
The optical device, wherein the holding member presses at least one of the optical elements housed in the component housing member against the component housing member.
前記光学部品用筐体は、
前記部品収納部材に対し前記光学素子収納用開口の一部を覆うように設けられ、前記部品収納部材内に収納された前記複数の光学素子のうち、少なくともいずれかを前記部品収納部材に押さえる押さえ部材を備えていることを特徴とする光学装置。 The optical device according to claim 1.
The optical component casing is:
A pressing member provided so as to cover a part of the optical element storage opening with respect to the component storage member, and pressing at least one of the plurality of optical elements stored in the component storage member on the component storage member. An optical device comprising a member.
前記複数の光学素子として、
入射光束の光軸に略直交する面内に複数の第1レンズを有し、当該複数の第1レンズにより前記入射光束を複数の部分光束に分割する第1レンズアレイと、前記第1レンズアレイの前記複数の第1レンズに応じた複数の第2レンズを有する第2レンズアレイと、第1レンズアレイの光束射出側に配置され、前記第1レンズアレイから射出された光束の偏光方向を略1種に揃える偏光変換素子と、前記第2レンズアレイとともに、入射光束を前記複数の光変調装置の各画像形成領域に重畳させる重畳レンズとを備え、
前記押さえ部材は、前記第1レンズアレイ、前記第2レンズアレイ、前記偏光変換素子、および、前記重畳レンズのうち、少なくともいずれかを前記部品収納部材に押さえていることを特徴とする光学装置。 The optical device according to claim 2.
As the plurality of optical elements,
A first lens array having a plurality of first lenses in a plane substantially perpendicular to the optical axis of the incident light beam, and dividing the incident light beam into a plurality of partial light beams by the plurality of first lenses; and the first lens array A second lens array having a plurality of second lenses corresponding to the plurality of first lenses, and a light beam emitting side of the first lens array, wherein the polarization direction of the light beams emitted from the first lens array is approximately A polarization conversion element arranged in one type, and a superimposing lens that superimposes an incident light beam on each image forming region of the plurality of light modulation devices together with the second lens array;
The optical device, wherein the pressing member presses at least one of the first lens array, the second lens array, the polarization conversion element, and the superimposing lens against the component housing member.
前記複数の光学素子として、入射光束を複数の色光に分離する複数の分離光学素子を備え、
前記保持部材は、前記複数の分離光学素子のうち、少なくともいずれかを前記部品収納部材に押さえていることを特徴とする光学装置。 The optical device according to any one of claims 1 to 3,
As the plurality of optical elements, comprising a plurality of separation optical elements for separating an incident light beam into a plurality of color lights,
The optical device, wherein the holding member holds at least one of the plurality of separation optical elements against the component housing member.
前記複数の光学素子として、入射光束の強度を増幅させる複数の増幅光学素子を備え、
前記保持部材は、前記複数の増幅光学素子のうち、少なくともいずれかを前記部品収納部材に押さえていることを特徴とする光学装置。 The optical device according to any one of claims 1 to 4,
As the plurality of optical elements, comprising a plurality of amplification optical elements for amplifying the intensity of incident light flux,
The optical device according to claim 1, wherein the holding member holds at least one of the plurality of amplification optical elements against the component housing member.
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